25층 업무시설 비상콘센트 회로수·개수·허용전류·전선 단면적

문제

(3) 비상콘센트설비의 화재안전기준(NFSC 504) 등을 참고하여 다음 물음에 답하시오. (10점)

① 업무시설로서 층당 바닥면적은 1000 m²이며, 층수가 25층인 특정소방대상물에 특별피난계단이 2개소일 경우 비상콘센트의 회로수, 설치개수 및 전선의 허용전류(A)를 구하시오. (단, 수평거리에 따른 설치는 무시하며, 전선관은 수직으로 설치되어 있으며, 허용전류는 25 % 할증을 고려한다.) (5점)

② 소방용 장비 용량이 3 kW, 역률이 65 %인 장비를 비상콘센트에 접속하여 사용하고자 한다. 층수가 25층인 특정소방대상물의 각층 층고는 4 m이며, 비상콘센트(비상콘센트용 풀박스)는 화재안전기준에서 허용하는 가장 낮은 위치에 설치하고, 1층의 비상콘센트용 풀박스로부터 수전설비까지의 거리가 100 m일 경우 전선의 단면적(mm²)을 구하시오. (단, 전압강하는 정격전압의 10 %로 하고, 최상층 기준으로 한다.) (5점)

답안

① 회로수·설치개수·허용전류

• 설치 층: 11층 ~ 25층 = 15개 층
• 바닥면적 1,000 m² 이상 → 각 계단 출입구 5 m 이내 → 층당 2개
• 설치개수: $15\times2=$ 30개
• 회로수: 계단별 수직 회로 1개에 15개 → 1회로 10개 이하 → 계단당 2회로 × 2 = 4회로(각 층 2회로 이상 조건도 충족)
• 허용전류: 1회로 3개 이상 → 3개 공급용량 $3\times1.5=4.5\ \text{kVA}$

$$I=\frac{4{,}500}{220}\times1.25=\textbf{25.57 A}$$

② 전선 단면적

• 부하전류: $I=\dfrac{3{,}000}{220\times0.65}=20.98\ \text{A}$
• 전선 길이: 1층 → 25층 콘센트 높이차 $24\times4=96\ \text{m}$ + 수전설비까지 100 m = 196 m (콘센트 높이 0.8 m는 층마다 같아 상쇄)
• 허용 전압강하: $e=220\times0.1=22\ \text{V}$

$$A=\frac{35.6\,L\,I}{1{,}000\,e}=\frac{35.6\times196\times20.98}{1{,}000\times22}=\textbf{6.65 mm}^2$$

(공칭 단면적으로는 10 mm² 선정)

근거

• NFTC 504 2.1.2.1(단상교류 220 V, 공급용량 1.5 kVA 이상), 2.1.2.2(전원회로 각 층 2 이상), 2.1.2.8(1회로 10개 이하, 전선 용량은 3개 이상이면 3개 공급용량 합), 2.1.5.1(설치 높이 0.8 ~ 1.5 m), 2.1.5.2(바닥면적 1,000 m² 이상 층은 각 계단 출입구 5 m 이내).
• 단상 2선식 전압강하: $A=\dfrac{35.6LI}{1{,}000e}$ (L: 편도 길이 m, e: 전압강하 V).